PL205796B1

PL205796B1 - Clamping device equipped with tool holder fitted with a journal and clamping elements

Info

Publication number: PL205796B1
Application number: PL359088A
Authority: PL
Inventors: Karl Fries
Original assignee: Erowa Ag
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2010-05-31
Also published as: ATE267664T1; MXPA03002062A; PT1344599E; RU2244618C2; IL154655A; MY131235A; EP1344599B1; BR0300417A; JP2003266260A; KR100915506B1; DE50300015D1; HRP20030106A2; CA2419090C; JP4167515B2; CA2419090A1; US20030168795A1; ES2222451T3; NO324630B1; HRP20030106B1; SG102706A1

Abstract

The apparatus has a clamping chuck (1) has a central opening (2) for receiving a clamping pin (11) which clamps a workpiece carrier (10), and gas outlet openings (6) located in conical inserting portion (3) of central opening for blowing a gaseous medium against exposed surface portions (12,12a) of clamping pin to clean the surfaces upon inserting clamping pin into central opening of clamping chuck. The workpiece carrier is releasably connected to the clamping chuck. The workpiece carrier has a flat bottom surface (10a) and comprising the clamping pin protruding from the flat bottom surface. The clamping chuck comprises a clamping mechanism for fixing the clamping pin of the workpiece carrier in the central opening. The clamping pin has a rear section adjacent to the flat bottom surface of the workpiece carrier. The exposed surface portions of the clamping pin engages the conical inserting portion of the central opening for aligning the position of the clamping pin in X or Y directions.

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zaciskowe z oprawką zaciskową i zaciskanym w niej czopem zaciskowym i układ urządzeń zaciskowych.The subject of the invention is a clamping device with a clamping box and clamping pin clamped therein, and a clamping device system.

Urządzenia zaciskowe tego rodzaju są korzystnie wykorzystywane do mocowania w określonej pozycji jednego, względnie większej liczby przedmiotów obrabianych w obszarze obróbkowym obrabiarki. W tym celu, w obszarze obróbkowym obrabiarki ustalona jest oprawka zaciskowa, podczas gdy czop zaciskowy zamocowany w uchwycie przedmiotów obrabianych ustalany jest za pomocą mechanizmu zaciskowego w oprawce zaciskowej. Aby można było zaciskać zróżnicowane pod względem wielkości uchwyty przedmiotów obrabianych, stosowane są tak zwane układy spaletyzowane, które posiadają większą ilość oprawek zaciskowych, zwykle 2, 4, 6 lub 8. W normalnych warunkach na tych oprawkach zaciskowych zamocowany jest zaciskowo jeden uchwyt przedmiotów obrabianych, który zależnie od wielkości wyposażony jest w 2, 4, 6 lub 8 czopów zaciskowych. W szczególnych przypadkach może się zdarzyć, że uchwyt przedmiotów obrabianych wyposażony jest w nieparzystą liczbę czopów zaciskowych. Ze względu na to, że pojedyncza oprawka zaciskowa, w normalnych warunkach nie posiada ani zabezpieczenia przed obrotem ani środków do określania położenia kątowego względem osi Z, korzystnym może być rozwiązanie, w którym jedna z oprawek, lub oprawki zaciskowe wyposażone są w środki służące do ich pozycjonowania, które poza ustaleniem położenia oprawki względem osi X i Y ustalają również jej położenie względem osi Z, tak, że ewentualnie również uchwyty przedmiotów obrabianych (palety) mogą być zamocowane zaciskowo za pomocą czopa zaciskowego. Jest oczywiste, że w tym przypadku uchwyty przedmiotów obrabianych muszą być również wyposażone w środki do ich pozycjonowania, które odpowiadają wyżej opisanym środkom pozycjonującym oprawek zaciskowych.Clamping devices of this type are preferably used to fix one or more workpieces in a defined position in the machining area of the machine tool. For this purpose, a collet is provided in the machining area of the machine tool, while the clamping pin fixed in the workpiece holder is fixed in the collet with a clamping mechanism. In order to be able to clamp differently sized workpiece holders, so-called palletized systems are used, which have a plurality of collets, usually 2, 4, 6 or 8. Normally, one workpiece holder is clamped on these collets. which, depending on the size, is equipped with 2, 4, 6 or 8 clamping pins. In special cases, it may be that the workpiece holder has an odd number of clamping pins. Due to the fact that a single collet normally has neither anti-rotation lock nor means for determining angular position with respect to the Z axis, it may be advantageous if one of the collets or collets are provided with means for their use. positioning, which, apart from fixing the position of the holder in relation to the X and Y axes, also fix its position in relation to the Z axis, so that possibly also workpiece holders (pallets) can be clamped with a clamping pin. It is clear that in this case the workpiece holders must also be provided with means for their positioning which correspond to the above-described positioning means for the collets.

Na dokładność pozycjonowania uchwytów przedmiotów obrabianych zamocowanych na oprawce zaciskowej może mieć negatywny wpływ zabrudzenia elementów służących do dokładnego pozycjonowania i decydujących o wymiarach. W szczególnym przypadku, gdy stosowane są stożkowe powierzchnie centrujące, powstaje niebezpieczeństwo, że cząstki brudu osadzą się w stożkowo zwężającym się obszarze wejściowym oprawki zaciskowej lub na stożkowej powierzchni centrującej czopa zaciskowego.The accuracy of the positioning of the workpiece holders on the collet can be adversely affected by soiling of the precision positioning and dimension-determining components. In the particular case where conical centering surfaces are used, there is a risk that dirt particles will stick to the conically tapered entry area of the collet or to the conical centering surface of the clamping pin.

Z opisu DE 4110857 znana jest konstrukcja urządzenia do łączenia uchwytu przedmiotów obrabianych z wrzecionem roboczym obrabiarki. Wrzeciono robocze posiada otwór, w którym mocowany jest element w postaci trzpienia, który między górnym i dolnym odcinkiem stożkowym posiada pierścieniowe wybranie wyposażone w powierzchnię oporową. Trzpień uchwytu przedmiotów obrabianych wyposażony jest w dwa stożkowe pierścienie podparte na elastycznych elementach podporowych. Między tymi pierścieniami stożkowymi usytuowane jest urządzenie ryglujące, które posiada dwa elementy ryglujące, przesuwne promieniowo. Elementy ryglujące, na powierzchni zewnętrznej mają kształt klinowy, i przylegają podczas fazy ryglowania, do pierścieniowego wybrania. Dzięki zastosowaniu elastycznego elementu oporowego, pierścienie stożkowe mogą przesuwać się względem trzpienia w kierunku pokrywającym się z jego osią wzdłużną to znaczy w kierunku osi Z i umożliwiają wciąganie trzpienia do wybrania, gdy pierścienie stożkowe przylegają do powierzchni stożkowej elementów ryglujących. Pierścienie stożkowe zaopatrzone są w takie same szczeliny. Trzpień posiada kołnierz, który na dolnej powierzchni tworzy płaszczyznę w postaci powierzchni pierścieniowej służącej jako zderzak w kierunku osi Z, która przy zaciskaniu trzpienia przylega do powierzchni czołowej wrzeciona roboczego. W wybraniu wrzeciona roboczego mogą być mocowane zarówno znane ze stanu techniki czopy zaciskowe jak i czopy wieloczęściowe. W rozwiązaniu tym nie przewidziano żadnych środków służących do czyszczenia stożkowych powierzchni, względnie stożkowych pierścieni.DE 4110857 describes a construction of a device for connecting a workpiece holder to a machine tool spindle. The working spindle has an opening in which a pin-shaped element is mounted, which has an annular recess provided with an abutment surface between the upper and lower conical sections. The spindle of the workpiece holder is equipped with two conical rings supported on flexible supports. Arranged between these conical rings is a locking device which has two radially displaceable locking elements. The locking elements are wedge-shaped on the outer surface and rest against the annular recess during the locking phase. Due to the use of an elastic stopping element, the conical rings can move with respect to the pin in a direction coinciding with its longitudinal axis, i.e. in the direction of the Z axis, and allow the pin to be pulled into the recess when the conical rings abut the conical surface of the locking elements. The conical rings have the same slots. The spindle has a flange, which on its lower surface forms a plane in the form of an annular surface serving as a stop in the direction of the Z axis, which rests against the face of the working spindle when the spindle is clamped. In selecting the work spindle, both the prior art clamping pins and multi-piece pins can be mounted. This solution does not provide any means for cleaning the conical surfaces or the conical rings.

Z opisu USA 5961261 znany jest mechanizm zaciskowy wyposażony w cylinder zaciskowy i złączkę naciągową wciś niętą do cylindra. Cylinder zaciskowy wyposażony jest w centralne wybranie, w którym usytuowana jest złączka nacią gowa i posiada cztery zestawy centrujące, które w procesie wciągania przylegają do wewnętrznej powierzchni wybrania cylindra zaciskowego i ustalają odpowiednie położenie złączki naciągowej względem cylindra zaciskowego. W rozwiązaniu tym cylinder zaciskowy wyposażony jest również w cztery krawędzie tnące rozmieszczone równomiernie wzdłuż obwodu służące do rozdzielania wiórów. Między krawędziami tnącymi pozostaje pewna przestrzeń, wykorzystywana do gromadzenia zanieczyszczeń pochodzących z procesu obróbczego. Cylinder zaciskowy wyposażony jest w pewną ilość równomiernie rozmieszczonych otworów wyjściowych dla gazu, które prowadzą gaz właśnie do tej przestrzeni. Dzięki zastosowaniu tej przestrzeni, przestrzeńFrom US Pat. No. 5,961,261 a clamping mechanism is known which has a clamp cylinder and a tensioning fitting pressed into the cylinder. The clamping cylinder has a central recess in which the tensioning coupler is situated and has four centering sets which, during the pulling process, adhere to the inner surface of the recess of the clamping cylinder and fix the position of the tensioning coupler in relation to the clamping cylinder. In this solution, the clamp cylinder also has four cutting edges evenly spaced along the circumference to separate the chips. Some space remains between the cutting edges, which is used to collect contaminants from the machining process. The pinch cylinder has a number of evenly spaced gas outlet openings which lead the gas to this space. Thanks to the use of this space, space

PL 205 796 B1 znajdująca się przed otworami wydmuchowymi jest celowo przestrzenią nieosłoniętą, aby nie zanieczyszczać otworów wydmuchowych. Jest oczywiste, że przestrzeń, w której gromadzone są zanieczyszczenia może być oczyszczana tylko w zależności od ilości zanieczyszczeń, dzięki zastosowaniu otworów wydmuchowych i wdmuchiwaniu powietrza. W obszarze zestawów centrujących nie przewidziano żadnych otworów wydmuchowych.The space upstream of the blow openings is expediently an open area so as not to contaminate the blow openings. It is obvious that the space where the contaminants are collected can only be cleaned according to the amount of contaminants by using blow-off holes and blowing air. There are no blow holes in the area of the centering sets.

Z opisu USA 5415384 znana jest konstrukcja urządzenia mocującego, sł u żącego do mocowania w określonej pozycji przedmiotu obrabianego na stanowisku obróbczym obrabiarki. Urządzenie mocujące posiada podstawkę, na której zaciśnięty jest uchwyt przedmiotu obrabianego. Podstawka ta jest wyposażona w cztery liniały centrujące, przy czym każdy z nich uchwycony jest w płycie elastycznie wyginającej się w kierunku osi Z, wokół uchwytu przedmiotu obrabianego, względem osi X i Y. Dla zamocowania uchwytu przedmiotu obrabianego na podstawce, przewidziane są oddzielne czopy zaciskowe, które jednak nie przejmują żadnej funkcji centrowania.From US Pat. No. 5,415,384, a construction of a clamping device is known for fixing a workpiece in a specific position on a machine tool processing station. The clamping device has a stand on which the workpiece holder is clamped. The stand is equipped with four centering rulers, each of which is gripped in a plate flexibly bending in the direction of the Z axis around the workpiece holder in relation to the X and Y axes. Separate clamping pins are provided to fix the workpiece holder on the stand. but which do not assume any centering function.

Na zakończenie należy omówić rozwiązanie znane z opisu DE 20021047, w którym przedstawiono urządzenie zaciskowe służące do mocowania trzpienie naciągowych na stole obrabiarki. Urządzenie to wyposażone jest w płytę podstawy, w której osadzony jest tłok, zamknięty za pomocą pokrywy przykręconej śrubami do płyty podstawy. Na zewnętrznej powierzchni pokrywy usytuowane są występy podporowe służące jako zderzaki w kierunku osi Z. Płyta podstawy wyposażona jest w kanały powietrzne, których ujście usytuowane jest w środku między występami podporowymi i służą do ich oczyszczania.Finally, the solution known from DE 20021047, which shows a clamping device for fixing tensioning mandrels on a machine tool table, should be discussed. The device is equipped with a base plate in which a piston is seated, closed by a cover screwed to the base plate. On the outer surface of the cover there are support projections serving as stops in the direction of the Z axis. The base plate is equipped with air channels, the opening of which is located in the center between the support projections and are used to clean them.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zaciskowe z oprawką zaciskową i zaciskanym w niej czopem zaciskowym, w którym oprawka zaciskowa posiada centralny otwór przeznaczony dla czopa zaciskowego, a poza tym wyposażona jest w mechanizm naciągowy do mocowania czopa zaciskowego. Centralny otwór oprawki przeznaczony dla czopa zaciskowego posiada stożkowy odcinek wejściowy.The subject of the invention is a clamping device with a clamping socket and clamping pin clamped therein, in which the clamping holder has a central hole for the clamping pin and is also equipped with a tensioning mechanism for fixing the clamping pin. The central bore of the collet for the clamping pin has a tapered entry section.

Istota wynalazku polega na tym, że czop zaciskowy wyposażony jest w większą ilość wyeksponowanych powierzchniowych wycinków centrujących, kierunkujących czop zaciskowy na długości zwężającego się stożkowo odcinka wejściowego oprawki zaciskowej w kierunku osi X i osi Y. Oprawka zaciskowa w odcinku wejściowym wyposażona jest w korespondujące z wyeksponowanymi powierzchniowymi wycinkami centrującymi czopa zaciskowego, otwory wydmuchowe dla gazu czyszczącego wyeksponowane powierzchniowe wycinki centrujące czopa zaciskowego. Korzystnie, czop zaciskowy wyposażony jest w dwa wyeksponowane powierzchniowe wycinki centrujące usytuowane średnicowo przeciwległe, kierunkujące w kierunku osi X lub osi Y. Czop zaciskowy wyposażony jest w trzy wyeksponowane powierzchniowe wycinki centrują ce przestawione względem siebie o ką t 120°, kierunkujące w kierunku osi X lub osi Y lub cztery wyeksponowane powierzchniowe wycinki centrujące przestawione wzajemnie względem siebie o 90°, kierunkujące w kierunku osi X lub osi Y, przy czym wycinki te mają kształt wycinków stożków ściętych.The essence of the invention consists in the fact that the clamping pin is equipped with a greater number of exposed centering surface sections, directing the clamping pin along the length of the conically tapering section of the input section of the clamping box in the direction of the X and Y axes. surface centering portions of the pinch pin, exhaust openings for purging gas exposed surface centering portions of the pinch pin. Preferably, the clamping pin is equipped with two exposed diametrically opposed centering sections in the direction of the X axis or the Y axis. The clamping pin is equipped with three exposed centering surface sections at an angle of t 120 ° in the direction of the X axis. or the Y-axis, or four exposed centering area slots mutually offset from each other by 90 ° toward the X-axis or the Y-axis, which slices have the shape of truncated cone slices.

Czop zaciskowy posiada przednie sfazowanie do zgrubnego centrowania i powierzchniowe wycinki centrujące znajdujące się na tylnej powierzchni czopa zaciskowego do dokładnego centrowania.The clamping pin has a front chamfer for rough centering and a flat centering pin on the rear face of the clamping pin for fine centering.

Oprawka zaciskowa posiada wiele zderzaków działających w kierunku osi Z, w postaci powierzchni przylegania, przy czym te ostatnie wyposażone są w otwory wydmuchowe gazu, do czyszczenia przylegających do powierzchni przylegania, powierzchni uchwytu przedmiotów obrabianych przy czym zderzaki te mają kształt okrągły.The collet holder has a plurality of stops acting in the direction of the Z axis in the form of an abutment surface, the latter being provided with gas exhaust holes for cleaning abutting the contact surfaces of the workpiece holder surfaces, the bumpers having a circular shape.

W urzą dzeniu wedł ug wynalazku, czop zaciskowy jest odpowiednio zwymiarowany i po dokł adnym centrowaniu, przy wykorzystaniu właściwości elastycznych materiału czopa zaciskowego i oprawki zaciskowej, w obszarze centralnego otworu wprowadzony jest do za pomocą mechanizmu naprężeniowego dalej do centralnego otworu i czop zaciskowy jest wsunięty w kierunku osi Z. Przedmiotem wynalazku jest również układ urządzeń zaciskowych z oprawką zaciskową i zaciskanym w niej czopem zaciskowym, posiadający uchwyt przedmiotów obrabianych wyposażony jest w pewną liczbę czopów zaciskowych, przy czym za pomocą jednego z czopów zaciskowych uchwyt przedmiotów obrabianych jest ustalony w kierunku osi X i Y, a za pomocą pozostałych czopów zaciskowych, jest ustalone położenie kątowe uchwytu przedmiotów obrabianych wokół osi Z punktu zerowego. Korzystnie, co najmniej jeden z czopów zaciskowych stanowi element ustalający w kierunku osi X lub Y, podczas gdy tylna część czopa zaciskowego zaopatrzona jest w dwa usytuowane względem siebie średnicowo-przeciwlegle powierzchniowe wycinki centrujące.In the device according to the invention, the clamping pin is appropriately dimensioned and after precise centering, using the elastic properties of the clamping pin and clamping box material, in the area of the central bore, it is inserted into the central bore by a tensioning mechanism, and the clamping pin is pushed into The subject of the invention is also a system of clamping devices with a clamping chuck and clamping pin clamped in it, having a workpiece holder equipped with a number of clamping pins, whereby one of the clamping pins the workpiece holder is fixed in the direction of the X axis and Y, and by means of the remaining clamping pins, the angular position of the workpiece holder about the Z axis of the zero point is determined. Preferably, at least one of the clamping pins is a retainer in the X or Y axis direction, while the rear part of the clamping pin is provided with two diametrically opposed centering surface portions.

Zasadnicza zaleta przedmiotowego wynalazku polega na tym, że centrowanie dokładne czopa zaciskowego nie następuje przy wykorzystaniu dużych wycinków powierzchniowych, lecz ograniczo4The essential advantage of the present invention is that the exact centering of the clamping pin is not performed with large surface portions, but with a restriction.

PL 205 796 B1 nych wymiarowo powierzchniowych wycinków centrujących. Ze względu na to, że wycinki te są wyeksponowane i rozszerzalność jest ograniczona, ich oczyszczanie za pomocą gazu pochodzącego z otworów wydmuchowych jest bardzo proste.With dimensionally dimensioned centering surface portions. Due to the fact that these sections are exposed and the expansion is limited, they are very easy to clean with gas from the blow holes.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia perspektywiczny widok oprawki zaciskowej i uchwytu przedmiotów obrabianych, fig. 2 - przekrój wzdłużny oprawki zaciskowej i widok boczny uchwytu przedmiotów obrabianych, fig. 3 - perspektywiczny widok stołu obrabiarki wyposażonego w cztery oprawki zaciskowe i uchwyt przedmiotów obrabianych posiadający cztery czopy zaciskowe.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a perspective view of the clamping chuck and a workpiece holder, Fig. 2 - longitudinal section of the clamping holder and a side view of the workpiece holder, Fig. 3 - a perspective view of the machine table equipped with four collets and a workpiece holder with four clamping pins.

Na fig. 1 zostało przedstawione schematycznie urządzenie zaciskowe według wynalazku w widoku perspektywicznym. Urządzenie to składa się z oprawki zaciskowej oznaczonej ogólnie oznacznikiem 1 i uchwytu przedmiotów obrabianych, oznaczonego ogólnie oznacznikiem 10, który to uchwyt wyposażony jest w czop zaciskowy 11. W tym przykładzie wykonania przedstawiono również przedmiot obrabiany usytuowany w uchwycie przedmiotów obrabianych 10.1 is a schematic perspective view of a clamping device according to the invention. The device comprises a collet, generally indicated at 1, and a workpiece holder, generally indicated at 10, which holder includes a clamping pin 11. This embodiment also shows a workpiece disposed in the workpiece holder 10.

Oprawka zaciskowa 1 zamocowana na obrabiarce za pomocą nie przedstawionych bliżej środków mocujących, wyposażona jest w centralny otwór 2, w który wchodzi i jest mocowany czop zaciskowy 11. Górny odcinek tego otworu 2 ukształtowany jest w postaci stożkowego wprowadzenia 3. Na górnej powierzchni oprawki zaciskowej znajduje się większa ilość powierzchni podporowych 4 uchwytu przedmiotów obrabianych 10. Powierzchnie podporowe 4 zderzak w kierunku osi Z dla uchwytu przedmiotów obrabianych 10. Powierzchnie podporowe 4 mające kołowy kształt rozmieszczone są w dwóch grupach, a mianowicie w grupie zewnętrznej i wewnętrznej. Wewnętrzna grupa składa się z czterech powierzchni podporowych 4a, usytuowanych współosiowo wokół osi symetrii oprawki zaciskowej, podczas gdy zewnętrzna grupa składa się z dwunastu powierzchni podporowych 4b, usytuowanych współosiowo wokół osi symetrii oprawki zaciskowej. W środku każdej z powierzchni podporowych 4a, 4b usytuowany jest otwór 5a, 5b służący do wydmuchu powietrza. Oprawka zaciskowa 1 w obszarze stożkowego odcinka wejściowego 3 wyposażona jest w cztery otwory 6 służące do wydmuchu powietrza, przy czym widoczne są tu tylko dwa tylne otwory 6. Oprawka zaciskowa 1 posiada poza tym mechanizm zaciskowy (niewidoczny na tej figurze rysunku) służący do wprowadzania i mocowania czopa zaciskowego 11. Na zewnętrznej powierzchni oprawki zaciskowej 1 znajdują się dwa przyłącza 8, 9, poprzez które doprowadzane jest powietrze wydmuchiwane z otworów 5a, 5b, 6, jak również medium służące do uruchamiania mechanizmu zaciskowego.The collet 1 mounted on the machine tool by means of fastening means not shown in detail, is provided with a central hole 2 into which the clamping pin 11 fits and is mounted. The upper section of this hole 2 is shaped as a conical insertion 3. On the upper surface of the collet there is a larger number of support surfaces 4 of the workpiece holder 10. Support surfaces 4 in the direction of the Z axis for the workpiece holder 10. Support surfaces 4 are arranged in a circular shape in two groups, namely in the outer and inner groups. The inner group consists of four support surfaces 4a coaxial about the axis of symmetry of the clamping box, while the outer group consists of twelve support surfaces 4b arranged coaxially about the axis of symmetry of the clamp box. In the center of each of the support surfaces 4a, 4b there is an opening 5a, 5b for blowing air out. The collet 1 in the area of the conical entrance section 3 is provided with four holes 6 for blowing air, but only two rear openings 6 are visible. The collet 1 also has a clamping mechanism (not shown in the figure) for inserting and fastening of the clamping pin 11. On the outer surface of the clamping box 1 there are two connections 8, 9 through which air is supplied from the openings 5a, 5b, 6, as well as the medium for activating the clamping mechanism.

Czop zaciskowy 11 usytuowany na uchwycie przedmiotów obrabianych 10 zaopatrzony jest w znajdujące się na tylnej powierzchni, cztery wyeksponowane centrujące powierzchniowe wycinki 12, 12a, które ustawiają środkowo czop zaciskowy 11 w kierunku osi X i Y przy wprowadzaniu go do oprawki zaciskowej 1 przy przechodzącym w kształt stożkowy odcinku wejściowym Jako wyeksponowane centrujące powierzchniowe, wycinki w przedstawionym tu przypadku, występują centrujące powierzchniowe wycinki 12, 12a, ograniczone w zakresie rozszerzania się i wznoszą się ponad otaczająca je powierzchnię. Centrujące powierzchniowe wycinki 12, 12a, odpowiadają powierzchniowo tylko części powierzchni przełomu zwężającego się odcinka wejściowego 3 oprawki zaciskowej 1 co prowadzi do wystąpienia dużego obciążenia powierzchniowego centrujących powierzchniowych wycinków 12, 12a, przy mocowaniu czopa zaciskowego i między innymi zmniejsza wrażliwość na zanieczyszczenie.The clamping pin 11 located on the workpiece holder 10 is provided with four exposed centering surface sections 12, 12a on its rear surface, which center the clamping pin 11 in the direction of the X and Y axes when it is inserted into the collet 1 with a tangential shape. tapered lead-in section As the exposed centering surface slices in the illustrated case, there are centering surface slices 12, 12a, limited in expansion and rising above the surrounding surface. The centering surface portions 12, 12a correspond in surface area only to the fracture surface of the tapered inlet portion 3 of the clamping box 1, which leads to a high surface load of the centering surface portions 12, 12a when mounting the pinch pin and reduces the sensitivity to contamination, among other things.

Z czterech, przestawionych względem siebie o 90° centrujących powierzchniowych wycinków, widoczne są tylko dwa, przy czym zwrócony w kierunku patrzącego, przedni centrujący wycinek powierzchniowy jest oznaczony oznacznikiem 12, a boczny centrujący powierzchniowy wycinek posiada oznakowanie 12a. Położenie otworów wydmuchowych 6_w obszarze wejściowym oprawki zaciskowej w ten sposób koresponduje z położeniem powierzchniowych wycinków centrujących 12, 12a, że w czasie, gdy powietrze jest przepuszczane przez otwory wydmuchowe 6, powierzchniowe wycinki centrujące 12, 12a sa oczyszczane pneumatycznie. Jest oczywiste, że w przedstawionym przykładzie wykonania, przy wykorzystaniu tylko jednej oprawki zaciskowej i jednego uchwytu przedmiotów obrabianych, należy przewidzieć konieczność zastosowania środka służącego do ustalania położenia kątowego względem osi Z, aby powierzchniowe wycinki centrujące 12, 12a przy zamocowaniu uchwytu przedmiotów obrabianych 10 mogły być umieszczone przed otworami wydmuchowymi 6. Ze względu na to, że tego typu środki są zasadniczo znane, zrezygnowano tu z ich szczegółowego przedstawiania. Na fig. 1 i 2 przedstawiono oprawkę zaciskową 1 w przekroju wzdłużnym i uchwyt przedmiotów obrabianych 10 w widoku bocznym. Oprawka zaciskowa 1 składa się z części górnej 1a i części dolnej 1b, przy czym dolna część w tym przypadku stanowi element stołu obrabiarki. Mechanizm zaciskowy służącyOf the four 90 ° offset centering surface sections, only two are visible, the viewer facing front centering area section is indicated at 12, and the side centering area section is at 12a. The position of the blow holes 6 in the entrance area of the clamping box thus corresponds to the position of the surface centering slots 12, 12a, that while air is being passed through the exhaust holes 6, the surface centering slices 12, 12a are air cleaned. It is evident that in the illustrated embodiment, with the use of only one collet and one workpiece holder, provision must be made for a means for positioning the angular position with respect to the Z axis, so that the centering surface portions 12, 12a can be used when mounting the workpiece holder 10. placed in front of the blow openings 6. Since such means are known in principle, it is not shown in detail here. Figures 1 and 2 show the collet 1 in longitudinal section and the workpiece holder 10 in a side view. The clamp holder 1 consists of an upper part 1a and a lower part 1b, the lower part in this case being part of the machine table. Clamp mechanism serving

PL 205 796 B1 do mocowania czopa zaciskowego obejmuje tłok 15 obciążony sprężyną 20 i większą ilość kulek zaciskowych 16. Kulki te ułożone są w promieniowych otworach 17, które wykonane są w ograniczającym centralny otwór wkładce 18. Aby istniała możliwość przesunięcia tłoka 15, w górne położenie końcowe, przy pokonaniu siły sprężyny, między dolną częścią 1a oprawki zaciskowej a tłokiem 15 utworzona jest przestrzeń ciśnieniowa 19, w której panuje podwyższone ciśnienie, wywołane pneumatycznie lub hydraulicznie.The part for fixing the pinch pin comprises a spring-loaded piston 15 and a plurality of clamping balls 16. These balls are arranged in radial holes 17 which are provided in an insert 18 that delimits the central opening. In order to be able to move the piston 15 to the upper position final, upon overcoming the spring force, a pressure space 19 is formed between the lower part 1a of the collet and the piston 15, in which there is increased pressure, pneumatically or hydraulically.

Czop zaciskowy 11 zamocowana na uchwycie przedmiotów obrabianych 10, przy jego przednim zakończeniu wyposażony jest w stożkowo ukształtowaną głowicę 13, która w tylnej części zakończona jest sfazowaniem 14, do którego przylegają kulki zaciskowe 16 wciągające i mocujące czop zaciskowy 11. Przednia głowica 13 czopa zaciskowego 11 działa jako element zgrubnie centrujący, podczas gdy wyeksponowane powierzchniowe wycinki centrujące 12, 12a pełnią rolę centrowania dokładnego. Przy wykorzystaniu tych wycinków, czop zaciskowy 11 przy wprowadzaniu do oprawki zaciskowej 1 centrowany jest w kierunku osi X i Y na powierzchni stożkowo zwężającego się odcinka wejściowego 3. Aby można było wprowadzić czop zaciskowy 11, do otworu 2 oprawki zaciskowej 1, tłok 15 musi przesunąć się pokonując siłę sprężyny w górne położenie końcowe, aby kulki zaciskowe 16 mogły być z powrotem wprowadzone do rowka wykonanego na powierzchni tłoka 15.The clamping pin 11 is mounted on the workpiece holder 10, at its front end it is equipped with a conically-shaped head 13, which in the rear part ends with a chamfer 14, to which clamping balls 16 adhere to the clamping pin 11. The front head 13 of the clamping pin 11 acts as a coarse centering element, while the exposed centering area portions 12, 12a perform the role of fine centering. Using these slots, the clamping pin 11 is centered in the direction of the X and Y axes in the direction of the X and Y axes on the surface of the tapered input section 3 when inserting into the collet 1. In order to be able to insert the clamping pin 11 into the opening 2 of the collet 1, the piston 15 must move against the force of the spring to the upper end position so that the clamping balls 16 can be inserted back into the groove made on the surface of the piston 15.

Po wprowadzeniu czopa zaciskowego 11 do otworu 2 oprawki zaciskowej 1, uchwyt przedmiotów obrabianych 10 spoczywa luźno na oprawce zaciskowej 1. Dla zamocowania uchwytu przedmiotów obrabianych 10 należy zredukować ciśnienie panujące w przestrzeni ciśnieniowej 19, na którą wywiera nacisk od dołu tłok 15 poprzez oddziaływanie sprężyny. Przy tym kulki zaciskowe 16 wsuwane są w powszechnie znany sposób promieniowo do środka, gdzie przylegają one do sfazowania 14 czopa zaciskowego 11 i na koniec wciągane są w kierunku do dołu. Dzięki zastosowaniu dużej siły osiowej o wartości około 20 kN, czop zaciskowy 11 jest przesuwany właściwie wzdłuż długości, dzięki czemu zmniejsza się jego średnica zewnętrzna, a odcinek wejściowy 3 otworu 2 zwiększa swoją średnicę. Dzięki temu czop zaciskowy 11 wciągany jest trochę głębiej do otworu centralnego 2 i płaska powierzchnia dolna 10a uchwytu przedmiotów obrabianych 40 przylega do działających w kierunku osi Z jako zderzaki, powierzchni 4a, 4b oprawki zaciskowej 1. Sprawia to, że uchwyt przedmiotów obrabianych 10 pozycjonowany jest również w kierunku osi Z względem oprawki zaciskowej 1.After the clamping pin 11 has been inserted into the bore 2 of the collet 1, the workpiece holder 10 rests loosely on the collet 1. To clamp the workpiece holder 10, it is necessary to reduce the pressure in the pressure space 19 on which the piston 15 exerts pressure from below by spring action. Here, the clamping balls 16 are inserted radially inwards in a conventional manner, where they abut the chamfer 14 of the clamping pin 11 and are finally pulled downwards. Due to the application of a high axial force of approximately 20 kN, the clamping pin 11 is actually moved along its length, so that its outer diameter is reduced, and the inlet portion 3 of the opening 2 increases in diameter. As a result, the clamping pin 11 is pulled a little deeper into the central bore 2, and the flat bottom surface 10a of the workpiece holder 40 rests against the Z-axis stops surfaces 4a, 4b of the clamping box 1. This causes the workpiece holder 10 to be positioned. also in the Z direction relative to collet 1.

Wymiary czopa zaciskowego 11 są tak dobrane, że po przeprowadzeniu procesu dokładnego centrowania a przed zamocowaniem czopa zaciskowego 11, to znaczy gdy uchwyt przedmiotów obrabianych 10 przylega do oprawki zaciskowej 1 tylko pod działaniem ciężaru własnego, między kołowymi powierzchniami 4a, 4b, oprawki zaciskowej działającymi jako zderzaki w kierunku osi Z, i powierzchniowymi powierzchniami dolnymi 10a uchwytu przedmiotów obrabianych 10 powstaje szczelina o szerokości od 0,01 do 0,02 mm. Elementy istotne dla działania urządzenia zaciskowego są w ten sposób wymiarowo i kształtowo dopasowane do siebie, że zlikwidowanie szczeliny między powierzchniami 4a, 4b, oprawki zaciskowej 1 działającymi jako zderzaki w kierunku osi Z, i powierzchniowymi powierzchniami dolnymi 10a uchwytu przedmiotów obrabianych 10, po przeprowadzeniu procesu dokładnego centrowania czopa zaciskowego 11, w kierunku osi X i Y następuje praktycznie tylko i wyłącznie dzięki elastyczności materiału czopa zaciskowego, 11 jak również oprawki zaciskowej 1 w obszarze centralnego otworu 2. Dzięki temu można całkowicie zrezygnować z elementów centrujących które wyginają się sprężysto - elastycznie w kierunku osi Z. W górnej części 1a oprawki zaciskowej wykonane są kanały 21, 22, poprzez które zasilane są powietrzem pod określonym ciśnieniem otwory wydmuchowe 5a, jak również otwory 6 znajdujące się w obszarze stożkowego odcinka wejściowego 3. Aby stworzyć możliwość doprowadzenia powietrza pod ciśnieniem do otworów 5b znajdujących się na zewnętrznych powierzchniach przylegania 4b, dolna powierzchnia górnej części 1a oprawki zaciskowej posiada kanał pierścieniowy 24. Kanał ten jest zasilany przez otwór 23, przy czym otwór ten i kanały 21, 22 są połączone między sobą za pomocą nie przedstawionych tu bliżej przewodów, względnie kanałów. Podczas mocowania uchwytu przedmiotów obrabianych 10 poprzez wszystkie otwory wydmuchowe 5a, 5b, 6 wydmuchiwane jest powietrze. Powietrze to oczyszcza zarówno wycinki powierzchni stykające się z powierzchniami przylegania w kierunku osi Z, znajdujące się na dolnej powierzchni 10a uchwytu przedmiotów obrabianych 10, jak również powierzchniowe wycinki centrujące 12, 12a czopa zaciskowego 11. Poprzez szczelinę między otworami wydmuchowymi 5a, 5b, a dolną powierzchnią 10a uchwytu przedmiotów obrabianych 10, względnie powierzchniowymi wycinkami centrującymi 12, 12a czopa zaciskowego 11, która to szczelina w sposób ciągły zmniejsza się podczas procesu mocowania, czyszczone są pneumatycznie zarówno powierzchnie przylegania 4a, 4b, w kierunku osi Z, jak również ograniczające obszary przy otworach wydmuchowych 6 stożkowegoThe dimensions of the clamping pin 11 are selected such that, after the fine centering process has been carried out and before clamping the clamping pin 11, i.e. when the workpiece holder 10 rests on the collet 1 only under its own weight, between the circular surfaces 4a, 4b of the collet acting as the stoppers in the direction of the Z axis, and the surface bottom surfaces 10a of the workpiece holder 10, result in a gap having a width of 0.01 to 0.02 mm. The elements essential for the operation of the clamping device are dimensionally and positively matched to each other in such a way that the gap between the surfaces 4a, 4b, the clamping box 1 acting as stops in the direction of the Z axis, and the lower surface surfaces 10a of the workpiece holder 10 after the process has been carried out the exact centering of the clamping pin 11 in the direction of the X and Y axes takes place practically solely and exclusively due to the elasticity of the material of the clamping pin, as well as the clamping socket 1 in the area of the central hole 2. This allows for completely dispensing with centering elements that flex elastically - flexibly in direction of the Z axis. In the upper part 1a of the clamping box, channels 21, 22 are made through which air is supplied under a certain pressure, the outlet openings 5a, as well as the holes 6 located in the area of the conical inlet section 3. To enable the supply of pressurized air to hole 5b located on the outer abutment surfaces 4b, the lower surface of the upper clamping box part 1a has an annular channel 24. This channel is fed through an opening 23, the opening and the channels 21, 22 being connected to each other by means of wires not shown here. , or channels. When clamping the workpiece holder 10, air is blown through all the blow-out openings 5a, 5b, 6. This air cleans both the surface portions in contact with the Z-axis contact surfaces on the lower surface 10a of the workpiece holder 10, as well as the centering surface portions 12, 12a of the clamping pin 11. Through the gap between the blow holes 5a, 5b and the lower the surface 10a of the workpiece holder 10 or the centering surface portions 12, 12a of the clamping pin 11, which gap continuously decreases during the clamping process, both the contact surfaces 4a, 4b in the direction of the Z axis are pneumatically cleaned as well as the delimiting areas at 6 conical blow holes

PL 205 796 B1 obszaru wejściowego 3. Podczas gdy zarówno powierzchnie przylegania 4a, 4b, w kierunku osi Z, jak i powierzchniowe wycinki centrujące 12, 12a czopa zaciskowego 11, posiadają określone możliwości zwiększenia objętości, zabezpieczone jest dobre oczyszczanie każdej powierzchni przylegania lub osłonowej. Przy brzegu oprawki zaciskowej 1, usytuowane jest uszczelnienie 25, które niewiele wystaje ponad górną powierzchnię oprawki zaciskowej 1. Działanie tego uszczelnienia zostanie objaśnione przy okazji omawiania rozwiązania przedstawionego na fig. 3. Fig. 3 przedstawia perspektywiczny widok stołu obrabiarki wyposażonego w cztery oprawki zaciskowe jak również uchwyt przedmiotów obrabianych 27 wyposażony w cztery czopy zaciskowe 11, 11a, 11b, 11c. Z tych czterech czopów zaciskowych 11, 11a, 11b, 11c widoczny jest lewy czop zaciskowy 11, przedni czop zaciskowy 11a, jak również tylny czop zaciskowy 11b, przy czym każdy z nich został przedstawiony w powiększeniu na zewnątrz uchwytu przedmiotów obrabianych 27. Przy tym lewy czop zaciskowy 11 określa punkt zerowy i jest wyposażony w cztery powierzchniowe wycinki centrujące służące do pozycjonowania w kierunku osi X i osi Y. Z tych czterech powierzchniowych wycinków centrujących widoczny jest tylko przedni 12, i boczny 12a. Przedni czop zaciskowy 11a wyposażony w dwa powierzchniowe wycinki centrujące 12b, i służy do pozycjonowania uchwytu przedmiotów obrabianych 27 w jednym kierunku (w kierunku osi X). Tylny czop zaciskowy 11b jest również wyposażony w dwa powierzchniowe wycinki centrujące 12c, które służą do pozycjonowania uchwytu przedmiotów obrabianych 27 w innym kierunku (w kierunku osi Y). Prawy czop zaciskowy 11c nie posiada żadnych wycinków centrujących i służy jedynie do mocowania uchwytu przedmiotów obrabianych 27 w kierunku osi Z. Poza tym widoczne jest tu zewnętrzne uszczelnienie 25, które przy osadzaniu uchwytu przedmiotów obrabianych 27 przylega szczelnie do dolnej powierzchni i wraz ze stołem obrabiarki 26 chroni cztery oprawki zaciskowe przed zabrudzeniem.Entry area 3. While both the contact surfaces 4a, 4b in the Z axis direction and the centering surface portions 12, 12a of the clamp pin 11 have certain possibilities of increasing the volume, a good cleaning of each contact or skirt surface is ensured. At the edge of the collet 1 there is a seal 25 which protrudes slightly above the upper surface of the collet 1. The operation of this seal will be explained when discussing the solution shown in Fig. 3. Fig. 3 shows a perspective view of a machine table equipped with four collets as shown in Fig. 3. also a workpiece holder 27 provided with four clamping pins 11, 11a, 11b, 11c. Of these four clamping pins 11, 11a, 11b, 11c, the left clamping pin 11, the front clamping pin 11a, and the rear clamping pin 11b are visible, each of which is shown enlarged on the outside of the workpiece holder 27. The clamping pin 11 defines the zero point and is provided with four surface centering slots for positioning in the direction of the X axis and the Y axis. Of these four surface centering slots, only the front 12 and side 12a are visible. The front clamping pin 11a is provided with two centering surface portions 12b and serves to position the workpiece holder 27 in one direction (in the direction of the X axis). The rear clamping pin 11b is also equipped with two centering surface portions 12c which serve to position the workpiece holder 27 in a different direction (Y-axis direction). The right clamping pin 11c has no centering recesses and only serves to clamp the workpiece holder 27 in the Z-axis direction. In addition, an outer seal 25 is visible here, which, when mounting the workpiece holder 27, is tight against the lower surface and with the machine table 26 protects the four collets against dirt.

Zamiast jednej oprawki zaciskowej wyposażonej w cztery powierzchniowe wycinki centrujące można przykładowo zastosować oprawkę zaciskową z trzema wyeksponowanymi powierzchniowymi wycinkami centrującymi przestawionymi względem siebie o 120°, służącymi do określenia punktu zerowego.Instead of one collet with four centering area slots, for example, a collet with three exposed centering area at 120 ° offset from one another can be used for determining the zero point.

Możliwe jest również rozwiązanie, w którym będą zastosowane powierzchniowe wycinki centrujące w liczbie większej niż cztery, służące do ustalenia punktu zerowego. Zaleta przedstawionych tu wariantów polega na tym, że proces oczyszczania może być przeprowadzany przy wykorzystaniu czterech otworów wydmuchowych w stożkowych odcinku wejściowym oprawki zaciskowej jak również czopa zaciskowego z dwoma jak i czterema powierzchniowymi wycinkami centrującymi.It is also possible to use more than four centering area slots to establish the zero point. The advantage of the variants presented here is that the cleaning process can be carried out using four blow holes in the conical entry section of the clamping box as well as a clamping pin with two and four surface centering portions.

Claims

1. Clamping device with a collet and clamping pin clamped in it, in which the collet has a central hole for the clamping pin, and is also equipped with a tensioning mechanism for clamping the clamping pin, and the central opening for the clamping pin has a conical entry section , characterized in that the clamping pin (11) is provided with a plurality of exposed centering surface slots (12, 12a) directing the clamping pin (11) along the length of the conically tapering input section (3) of the collet (1) in the direction of the X axis and Y axis, and the fact that the clamping holder (1) in the inlet section (3) is equipped with the centering sections (12, 12a) corresponding to the exposed surface centering slots (12, 12a), a clamping pin (11), exhaust holes (6) for the cleaning gas, exposed surface sections centering points (12, 12a), clamping pin (11).

2. The device according to claim 2. A method as claimed in claim 1, characterized in that the clamping pin (11) is provided with two exposed centering surface sections (12a) diametrically opposite, in the direction of the X axis or the Y axis.

3. The device according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the clamping pin (11) is provided with three exposed centering area sections offset to each other by an angle of 120 °, in the direction of the X axis or the Y axis.

4. The device according to claim 1 4. A method as claimed in claim 1, characterized in that the clamping pin (11) is provided with four exposed centering surface sections (12, 12a) mutually staggered by 90 °, in the direction of the X axis or the Y axis.

PL 205 796 B1

5. The device according to claim 1 The centering surface portions of any of claims 2, 3 or 4 (12a, 12) are in the form of truncated cone portions.

6. The device according to claim 1 The clamping pin (11) as claimed in claim 2, 3 or 4, characterized in that the clamping pin (11) has a front chamfer (14) for rough centering and centering surface slots (12a, 12) on the rear face of the clamping pin (11) for fine centering.

7. The device according to claim 1 The collet as claimed in claim 1, characterized in that the collet (1) has a plurality of stops acting in the direction of the Z axis in the form of a contact surface (4), the latter having gas exhaust openings (5, 5a) for cleaning adjacent contact surfaces (4), the surface (10a) of the workpiece holder.

8. The device according to claim 1 A device according to claim 1, characterized in that the contact surfaces (4) acting as stops in the direction of the Z axis have a circular shape.

9. The device according to claim 1 Device according to claim 1, characterized in that the clamping pin (11) is appropriately dimensioned and after precise centering, using the elastic properties of the material of the clamping pin (11) and the clamping socket (1) in the area of the central opening (2), is introduced into the area of the central opening (2) by means of a tensioning mechanism. into the central hole (2), and the clamping pin (11) is pushed in the direction of the Z axis.

10. System of clamping devices with a clamping chuck and clamping pin clamped therein, characterized in that it has a workpiece holder (27), is equipped with a number of clamping pins (11, 11a, 11b, 11c), with one from the clamping pins (11), the workpiece holder (27) is fixed in the direction of the X and Y axes, and by means of the other clamping pins (11a, 11b), the angular position of the workpiece holder (27) about the Z axis of the zero point is determined.

11. The system according to p. 10. The clamping pin according to claim 10, characterized in that at least one of the clamping pins (11a, 11b) is a retainer in the X or Y axis direction, while the rear part of the clamping pin is provided with two diametrically opposed centering sections (12a, 12b). .